Diverse neural processes have been proposed as the neural basis of working memory. To investigate whether the medial prefrontal cortex (mPFC) relies on different neural processes to mediate working memory depending on the predictability of delay duration, we examined mPFC neural activity in mice performing a delayed response task with fixed (4 s) or random (between 1-7 s) delay durations. mPFC neural activity was strongly influenced by the predictability of delay duration. Nevertheless, mPFC neurons seldom showed persistent activity spanning the entire delay period and instead showed dynamically-changing delay-period activity under both the fixed- and random-delay conditions. mPFC neurons conveyed higher working memory information under the random- than fixed-delay conditions, possibly due to a higher demand for stable working memory maintenance. Our results support the possibility that the mPFC relies on dynamically-changing neuronal population activity to maintain working memory regardless of the predictability of delay duration.
현재까지 다양한 신경전달 과정들이 작업기억의 신경기저로 제안되어왔다. 내측 전전두피질이 지연기간의 예측가능 여부에 따라 작업기억을 어떻게 중재하는지 알아보기 위해 우리는 고정된 지연기간 (4초)과 임의의 지연기간 (1~7초 사이) 을 설정한 지연반응과제 수행동안의 내측전전두피질의 신경활성을 연구해보았다. 내측 전전두피질의 신경활성은 지연기간의 예측가능여부에 강하게 영향을 받았지만 고정지연기간과 임의지연기간 모두에서 지속적인 신경활성보다 역동적으로 변화하는 신경활성이 더욱 많이 관찰되었다. 또한 이 부위에서의 신경활성은 고정지연기간보다 임의지연기간에서 더욱 많은 양의 작업기억정보를 수행하였는데 이는 아마 작업기억의 안정적 유지에 더 많은 요구조건들이 필요로 했기 때문일 것으로 보여진다. 우리의 결과들은 예측가능한 지연기간과 예측 불가능한 지연기간 모두에서 역동적인 신경군의 활성을 뒷받침하는 내용을 제시했다고 예측된다.
